冬季汽车油耗为何会升高-是否与使用暖空调有关系?

问题:

  • 夏季驾车使用空调会造成油耗升高 , 冬季空调系统不开压缩机为何也会升高 , 原因究竟是什么?
相信这一问题困扰过很多汽车用户 , 只是辩论出的结论往往都是错的;冬季油耗升高的核心因素不是暖风系统的影响 , 而在于温度对内燃机升温效率的影响 。
汽车暖风空调与家用空调原理完全不同 , 家用空调要通过压缩机驱动制冷剂运转 , 以内部升温放热、外部降温吸热的方式实现轻度制暖;在外部空气温度不够低的前提下 , 这种制暖方式的效果是很差的 。 所以空调还需要加入电辅热系统 , 以大电流经过高电阻导体的方式 , 通过电子碰撞产生高温 , 之后再用鼓风机将室内空气吹过高温电阻吸热后送出 , 那么汽车暖空调是如何产生热能的呢?
图1:压缩机制暖原理
冬季汽车油耗为何会升高-是否与使用暖空调有关系?文章插图
图2:电子的概念
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汽车暖风原理汽车暖风是「水暖系统」 , 高温水来自为内燃机恒温的防冻冷却液 , 在热车状态下冷却液可以达到100℃左右的高温;在冷却循环系统中开出另一条水路 , 通过阀门控制冷却液的流向 。
打开暖风空调和风挡后 , 电磁阀打开使高温冷却液流动到【暖风水箱】 , 低温水箱会持续吸收冷却液的热能而升高温度 , 直至与冷却液的温度相等 。 由此可见水箱的温度当然会很高 , 那么再通过风机把低温空气吹过水箱加热 , 以空气吸热的原理则可形成暖风 , 整个流程用不到压缩机和电辅热 , 唯一的油耗似乎只是“风机”——会增加油耗吗?
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标准答案:不会!
汽车空调风机的功率只是几十瓦 , 即使按照≥100瓦的标准计算 , 实际也只是与夜间驾车开启大灯相当 , 比大音量在车里听音乐的功耗还要低 , 但是这些设备是没有增加油耗的 。
原因在于汽车的发电机功率很大 , 家用代步汽车也有≤1500瓦的标准;而电机是启动之后全时运行的 , 连接方式是通过带轮与发动机曲轴连接 。 发动机的转速就是曲轴的转速 , 所以发动机运转曲轴与泵系和发电机都会运转 。
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参考上图 , 发电机带轮的周长远比曲轴主动轮小 , 也就是说曲轴转一圈发电机带轮就能转很多圈;发电机的转速会是发动机转速的好几倍 , 正常怠速转速是800rpm左右 , 假设放大三倍就能实现80%左右的发电量 , 以1500瓦的发电机为参考 , 每分钟发电标准为1200瓦 。
这么大的发电量和如此低的电耗对比 , 风机还会以增加发电机负荷而增加油耗吗?所以任何季节都可以正常使用车内电子设备 , 同时使用也没有问题 。
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冷却与油耗汽车在冷启动时转速是否会升高?
答案又会是肯定的 , 但为什么要升高却很少有人了解 。 升高的原因其实是为了快速加热机体与防冻冷却液 , 也就是达到热车状态;任何低温物体都会吸收高温物体的热能 , 冷启动时的低温机体与冷却液 , 吸收的是燃烧产生的热能 , 而这些热能中大部分是应该转化为动力的 。
也就是说只要机体与冷却液的温度低 , 车辆的动力就会变差;想要补偿动力就得拉升转速 , 提高每分钟燃烧做功的次数是加速“加热效率” 。
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然而很多车辆在启动后会原地等上一会 , 这种用车习惯是化油器汽车阶段养成的 , 因为化油器温度低无法正常雾化燃油;做功的混合气浓度或浓或淡 , 燃烧产生的扭矩就会或大或小 , 过小的时候就会熄火 。 所以必须等待化油器升温后才能正常驾驶 , 不过这种技术已经禁用19年了;替代的电喷技术不再受温度的影响 , 奈何很多用户并不懂得原理 , 所以还有原地热车的习惯 。